眾所周知,汽車環(huán)境的 EMI 問題在最初設(shè)計階段需要仔細注意,以確保一旦系統(tǒng)開發(fā)完成能通過 EMI 測試。直到不久前,尚沒有一種確定的方法保證,通過恰當?shù)剡x擇電源 IC,就能夠輕松解決 EMI 問題。 隨著車輛系統(tǒng)的發(fā)展,需要更多功率的應(yīng)用數(shù)量不斷增加。設(shè)計更高功率系統(tǒng)的工程師經(jīng)常從低壓差 (LDO) 穩(wěn)壓器切換到具有更高效率和熱性能的 DC/DC 降壓轉(zhuǎn)換器。然而,這種轉(zhuǎn)變帶來了一些挑戰(zhàn),因為DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器的電磁干擾 (EMI) 比 LDO 穩(wěn)壓器高得多。
僅額定為 5.5V IN的汽車級降壓-升壓轉(zhuǎn)換器?使用 12 V 汽車電池,我們無法將降壓-升壓連接到電池。那么誰需要這樣的升降壓轉(zhuǎn)換器呢?事實證明,有時一輛車有不止一個電池,而備用電池通常需要一個升降壓轉(zhuǎn)換器來為某些電子設(shè)備供電。這些電池通常位于電子設(shè)備的信息娛樂部分,尤其是在緊急呼叫(eCall) 系統(tǒng)中。
當我開始工作時,我從事的首批電源之一是用于處理器內(nèi)核的大電流兩相降壓電源。電流為 40A——當時相當大,而且太高而無法在單級中實現(xiàn)。大多數(shù)電源設(shè)計人員希望多相應(yīng)用將高電流軌分成在功耗和尺寸方面更易于管理的級。我們還可以將相同的原理應(yīng)用于低電流系統(tǒng),以大大減小尺寸,同時保持多相轉(zhuǎn)換器的其他優(yōu)點。
羅姆的開關(guān)穩(wěn)壓器(DC/DC轉(zhuǎn)換器)系列產(chǎn)品,陣容豐富且應(yīng)用廣泛。從FET內(nèi)置型(降壓型/升壓型/升降壓型)、FET外置型(降壓型/升壓型/升降壓型)、單通道型到系統(tǒng)電源型產(chǎn)品,皆有提供。
高開關(guān)頻率是在電源轉(zhuǎn)換技術(shù)發(fā)展過程中促進尺寸減小的主要因素。為了符合相關(guān)法規(guī),通常需要采用電磁干擾 (EMI) 濾波器,而該濾波器通常在系統(tǒng)總體尺寸和體積中占據(jù)很大一部分,因此了解高頻轉(zhuǎn)換器的 EMI 特性至關(guān)重要。 DC/DC 轉(zhuǎn)換器通過電源線進行傳導噪聲的傳播。很多 DC/DC 轉(zhuǎn)換器 IC 帶有擴頻功能,可以減小噪聲濾波器的器件尺寸和降低 BOM 成本。為了將傳 導噪聲水平降低到可以接收的水平,需要使用輸入濾波器。本應(yīng)文就DC/DC 轉(zhuǎn)換器的輸入濾波器的設(shè)計和注意事項進行了說明。
現(xiàn)在就以DC/DC 轉(zhuǎn)換器為例,DC/DC 轉(zhuǎn)換器的輸入電容器使用的是 MLCC。此時, 雖然 MLCC 有較低的 ESR,輸入紋波電壓還是達到了 68mV。由于 該紋波電壓的影響,產(chǎn)生了差模噪聲,在 DC/DC 轉(zhuǎn)換器的輸入 端產(chǎn)生了傳導噪聲。
設(shè)備的靜態(tài)電流,或IQ,是一個重要的因素常被誤用的參數(shù)為低功率、節(jié)能設(shè)計。在許多電池供電的應(yīng)用中,如計量,可穿戴設(shè)備,建筑安全和互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)(IoT),從電池中吸取的電流在一個輕載或空載的待機狀態(tài)決定了總負荷系統(tǒng)的運行時間。在集成開關(guān)變換器中,IQ只是電池電流的一部分。這文章定義了IQ和它是如何測量的,解釋了什么是IQ是不是和它應(yīng)該如何不被使用,并給予設(shè)計如何使用IQ,同時避免common測量錯誤。這篇文章適用于任何德州儀器(TI) TPS61xxx, TPS62xxx, TPS63xxx,或TPS650xx設(shè)備
DCDC轉(zhuǎn)換器正在調(diào)節(jié)輸出電壓,但負載電流為零。許多系統(tǒng)在待機時需要穩(wěn)壓,在這種情況下,我們需要知道輸入電源需要多少電流。大多數(shù)現(xiàn)代監(jiān)管機構(gòu)在數(shù)據(jù)表中指定此電流。但是,請仔細檢查條件以確保列出的電流實際上是空載工作電流。
由于市場上的穩(wěn)壓器種類繁多,因此很難選擇 DC/DC 穩(wěn)壓器。大多數(shù)汽車應(yīng)用都需要在整個負載范圍內(nèi)保持高效率,因為它們由電池供電。但話又說回來,許多工業(yè)應(yīng)用需要高負載時的良好效率,而輕負載時的效率并不是很重要。因此,了解 DC/DC 穩(wěn)壓器的損耗很重要。
LTC?3649 是一款高效率、60V、4A 同步單片式降壓型穩(wěn)壓器。該穩(wěn)壓器具有可利用單個電阻器設(shè)置的輸出電壓、內(nèi)部補償功能,并可在寬 VOUT 范圍內(nèi)實現(xiàn)高效率。
如果我們設(shè)計電路,只是去減小穩(wěn)壓器尺寸是一件小事,非常簡單。但似乎有更多的組件要塞到電路板上,而不是可用空間。更多的特性和功能需要適應(yīng)一個狹窄的區(qū)域。更高的集成度和摩爾定律在縮小某些器件方面是有效的,但對直流 (DC/DC) 轉(zhuǎn)換器的尺寸影響不大。電源轉(zhuǎn)換器很容易消耗整個系統(tǒng)尺寸的 30% 到 50%。你如何克服這個瓶頸?
可信度的最基本定義是度量的一致性. 如果我們可以在相同條件下始終如一地產(chǎn)生相同的結(jié)果,那么該產(chǎn)品是可靠的。簡單也是一個重要因素。減少系統(tǒng)中的零件數(shù)量可以降低一個組件發(fā)生故障和對性能產(chǎn)生負面影響的風險。
DC重所周知是直流的意思,DC/DC轉(zhuǎn)換器就是指直流電之間的轉(zhuǎn)換設(shè)備,在移動電話、筆計本電腦、攝影機等產(chǎn)品中,需將低壓直流電壓變成高壓直流電壓,于是這些場合就需要用到DC/DC轉(zhuǎn)換器。
在這個由兩部分組成的系列的第 1部分中,我談到了降壓或降壓 DC/DC 轉(zhuǎn)換器的最大輸出電流。在本期中,我將介紹升壓或升壓轉(zhuǎn)換器。直流升壓變換器也稱為boost變換器或直流升壓斬波器,是可以提升電壓的DC-DC轉(zhuǎn)換器,其輸出(負載)電壓會比輸入(電源)電壓要高。
回顧 DC/DC 電源,電源良好 (PG) 功能已為人熟知多年。PG 引腳是開漏輸出,需要一個上拉電阻連接到輸出電壓或任何其他系統(tǒng)電壓。它在許多應(yīng)用中用于指示輸出電壓是否已達到適當?shù)乃?。?DC/DC 轉(zhuǎn)換器達到正確的輸出電壓電平時,PG 引腳進入高阻抗狀態(tài),信號變?yōu)楦唠娖?。PG 信號可以監(jiān)控正確的輸出電壓或多個電源軌的啟動時序。圖 1 顯示了 IC 啟動、操作和關(guān)閉期間 PG 功能的典型波形。
隨著越來越多的電子設(shè)備采用鋰離子 (Li-ion) 電池供電,設(shè)計高效且穩(wěn)健的電源非常重要。使用電池供電的小型設(shè)備發(fā)展迅速,例如:平板電腦、掌上游戲機、視頻播放器、數(shù)字相框等。一般而言,這些設(shè)備都使用可再充鋰離子 (Li-Ion) 電池作為電源。 看看你周圍:我相信你至少有兩三個電子設(shè)備正在關(guān)閉電池電源。我最近買了一臺新的筆記本電腦,它時尚、緊湊的設(shè)計給我留下了深刻的印象,它仍然提供了出色的電池壽命。但是,我們必須記住,鋰離子電池會不斷充電和放電,這會影響系統(tǒng)內(nèi)其他集成電路的運行。
FPGA(Field Programmable Gate Array)是在PAL、GAL等可編程器件的基礎(chǔ)上進一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路(ASIC)領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的,既解決了定制電路的不足,又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點。
解決轉(zhuǎn)換器無法啟動、輸出電壓不穩(wěn)定等問題的最有效方法是進行一些基本調(diào)試?;菊{(diào)試可以排除一些明顯的問題,如裝配故障或錯誤的組件,調(diào)試數(shù)據(jù)可以幫助 我們快速找到根本原因。在這篇文章中,我們將討論調(diào)試升壓轉(zhuǎn)換器的技巧。
Broadcom 網(wǎng)絡(luò)處理器,例如 StrataXGS Tomahawk 系列,可在以太網(wǎng)交換機中實現(xiàn)高密度和高性能(圖 1 是以太網(wǎng)交換機的框圖;交換機 ASIC 可以是 StrataXGS 處理器)。
我在工作中遇到一個比較常見的問題是,“當 DC/DC 轉(zhuǎn)換器的輸入電壓不存在時,我可以向該轉(zhuǎn)換器的輸出施加電壓嗎?”